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1、安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 1 毕 业 设 计 （论 文） 课题CA6140 拨叉零件工艺及工装设计 指导教师：XXX 姓名： 班级：数控 3051 班 系 （部） ：数 控 工 程 系 2007 2008 学年第一学期 安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 2 一、毕业设计（论文）的主要内容 1、进行 CA6140 拨叉零件加工工艺分析，制定工艺方案。 分析 CA6140 拨叉零件的形状、尺寸、工艺性及使用要求 ； 确定合适的工艺方法； 确定工序数量、工序的组合和先后顺序，制定几套可行方案，选择一个经济合理的方 案。 2、制定工艺卡片和工序卡片； 3、夹具设计。 二
2、、毕业设计（论文）的基本要求 1、在规定的时间内按时按量完成设计任务； 2、要会查阅相关资料和手册； 3、注意结合工厂实际进行零件加工方案的分析； 4、注意设计说明书的完整性和统一性； 5、会运用相关软件。 三、应收集的资料及主要参考文献 1、CA6140 拨叉零件图 2、机械加工余量手册 3、机械加工工艺设计手册 4、机床夹具设计手册 5、相关书籍（数控加工工艺、机床夹具、公差配合与技术测量、工程材料、机械设 计） 四、毕业设计（论文）进度计划 起 迄 日 期工作内容备注 04.18-04.23 04.23-05.04 05.05-05.20 1、工艺方案的确定。2、机械加工工艺 卡片完成。
3、3、零件图、毛呸图的完成。 1、工序卡片的完成。2、书写说明书。 3、计算切削工时。 1、查夹具手册，设计夹具。2、画夹具 装配图。3、画夹具零件图。4、完成装 配图实体。5、检查修改，完成打印。 安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 3 目录 一 序言 5 二夹具的概述6 2.1 夹具的现状几生产对其提出新的要求 2.2 现代夹具的发展发向 2.3 机床夹具及其功用 2.4 机床夹具在机械加工中的作用 2.5 机床夹具组成和分类 2.6 机床夹具的分类 2.7 机床夹具设计特点 2.8 机床夹具的设计要求 三 零件的分析14 3.1 零件的工艺分析 四工艺规程设计 14 4.1 确定
4、毛坯的制造形式 4.2 基面的选择 4.3 制定工艺路线 4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4.5 确定切削用量及基本工时 五夹具设计 27 5.1 定位基准的选择 安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 4 5.2 定位误差分析 5.3 切削力及夹紧力计算 毕业小结33 参考文献33 安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 5 一、序一、序言言 毕业设计在我们学完大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们 在进行毕业设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的 训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次毕业设计 之后，我得到
5、一次在毕业工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻 炼： （1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知 识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确 定等问题，保证零件的加工质量。 （2）提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工 要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。 （3）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出 处，能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次 适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为
6、今后参加 祖国的“四化”建设打一个良好的基础。 由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人 将表示真诚的感谢！ 安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 6 二、机床夹具概述 夹具最早出现在 1787 年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与 人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依 赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二 阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的 定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺 装备之一；第三阶
7、段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹 具在系统中占据相当重要的地位。 这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。 2.1 夹具的现状几生产对其提出新的要求 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管 国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的 85%左 右。然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的 能力工厂中约拥有 1300015000 套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中， 约隔 4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有 15%左右，特别最 近年来柔性制造系统（F
8、MS） 、数控机床（NC） ，加工中心（MC）和成组加工（GT）等 新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。 综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求； （1） 、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期； （2） 、能装夹一组相似性特征的工件； （3） 、适用于精密加工的高精度的机床； （4） 、适用于各种现代化制造技术的新型技术； （5） 、采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。 2.2 现代夹具的发展发向 现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面： 1精密化 安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 7
9、 随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高 对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度 可达正负 0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5um，又如用于轴承 套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达 0.20.5um。 2高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减 少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力 模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高了 5 倍 左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速 9000r/min 的条件下能正常夹紧工件，使切 削速度大幅度提
10、高。 3柔性化 夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调 组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生 产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、 通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化 趋向将是夹具发展的主要方向。 4标准化 夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础 上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用 途相近的夹具元件和不见的形成：舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹 具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化
11、的深入并为工作 图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准： GB21482249-80，GB22622269-80 以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标 准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化，有利于夹 具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 8 2.3 机床夹具及其功用 2.3.1 机床夹具 夹具是一种装夹工件的一种工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削 加工，热处理装配，焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹 具是
12、一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制 造成本等，故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其 主要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工件。 2.3.2 机床夹具的功能 在机床上应用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1.机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件装夹中的定位和夹紧。 （1） 、定位 确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准而与夹 具定位元件的定位面接触成配合实现的正的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精 度要求。 （2）.夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操
13、作。由于工件 在加工时，受到各种力的作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧为工 件提高了安全和可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向。 1） 、对刀 调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能迅速地 确定铣刀相对于夹具的正确位置。 安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 9 2） 、导向 如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻 削，导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导 向的功能的。 2.4 机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有一些六个方
14、面，然而在不同的生产 条件下，应该有不同的侧重点。夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求，生产成 本个工人操作方面的要求以达到预期的效果。 （1） 、保证加工精度 用夹具装夹工件时，能稳定的保证加工精度，并减少对其他工作条件的依赖 性，故在精密加工中广泛的使用该夹具，并且它还是全面质量管理的一个重要环节。 （2） 、提高劳动生产率 使用夹具是否能使工件迅速的定位很夹紧并能够显著的缩短辅助时间和基本 时间，提高劳动生产率。 （3） 、改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等装夹工件时，可家少 工人的劳动强度保证生产安全。 （4） 、保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具可
15、确保生产周期，生产强度等工艺秩序。例如：夹具设 计也是工程技术人员解决高难度零件的主要手段之一。 （5） 、降低生产成本 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的 工人操作，故可明显降低生产成本。 （6） 、扩大机床工艺范围 安徽机电职业技术学院数控工程系 数控技术专业 10 这是生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施，如车床上的拉削，钻孔 加工等，也可用夹具装夹的加工较复杂的成型面。 2.5 机床夹具组成和分类 （1） 、系统元件 （2） 、夹紧元件 （3） 、夹具体 （4） 、连接元件 （5） 、对刀与导向装置 （6） 、其他元件或装置 一机床夹具的基本组成
16、部分 虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。 机床夹具的基本组 成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。 1.定位元件 定位元件是夹具的主要功能元件之一 ， 通常当工件定位基准面的形状确定后， 定位元件的结构也就确定了。 2.夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。 3.夹具体 通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多 种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。 二、几夹具的其他组成部分 为满足夹具的饿其他功能要求，各种夹具好要设计其他的元件个装置。 1.连接元件 根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装。 连接常有的两种方式：一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴 上，连接元件
